A központi és a környéki idegrendszer anatómiája. A pszichológia biológiai alapjai II. 3. előadás

Átírás

1 A központi és a környéki idegrendszer anatómiája A pszichológia biológiai alapjai II. 3. előadás

2 Rövid történeti áttekintés Camillo Golgi Santiago Ramón y Cajal Korbinian Brodmann Theodor Schwann Szentágothai János

3 Golgi-impregnációval készült metszetek eredeti rajzai Cahal-tól Agykérgi piramissejtek, a kéreg réteges szerkezete jól látható Kontinuitás - folyamatosság elmélet - Apáthy István Kontuguitás- kapcsolatos elmélet - Lenhossék Mihály

4 Rövid történeti áttekintés Hans Berger Charles Sherrington Donald O Hebb Sir John Eccless Ivan Petrovics Pavlov Burrhus Frederic Skinner

5 agyszövet: Az idegszövet - 2 fő sejttípus: idegsejtek (neuron) és gliasejtek - igen nagyszámú sejt, bonyolult kapcsolatrendszer koponya agyhártya (pia mater) oligodendroglia mikroglia idegsejt Ranvier-féle befűződés asztroglia mielin (velős) hüvely axon idegsejt asztroglia kapilláris dendrit ependima sejt mikrovillusok (mikroboholy) agykamra csillók

6 inger Az idegi kapcsolatok szerveződése érző idegsejt inger receptor átkapcsoló sejt (interneuron) érző idegsejt végrehajtó sejt (projekciós neuron) végrehajtó idegsejt központi idegrendszer végrehajtó (effektor) szerv feltétlen reflex: a külső ingerre mindig hasonló módon adott válasz reflex ív: a feltétlen reflexes válasz kialakulásában szerepet játszó idegsejtek láncolata a) autonóm reflexív: belső szervek működését befolyásolja a végrehajtó szerv (illetve sejt) lehet: simaizom endokrin vagy parakrin sejt ér hámsejt b) szomatikus reflexív: a végrehajtó szerv valamilyen izom

7 Az idegrendszer szerveződése - központi és környéki idegrendszer központi idegrendszer agy gerincvelő környéki (perifériás) idegrendszer agyidegek gerincvelői idegek dúcok (ganglionok) bélidegrendszer (vékonybél) érző receptorok (bőr)

8 Az idegszövet főbb anatómiai felosztása központi idegrendszer - agy: ~10 11 idegsejt és ~10 13 gliasejt gerincvelő: ~10 8 idegsejt és ~10 10 gliasejt - szürkeállomány (főleg idegsejtek sejttestje) és fehérállomány (főleg idegsejtek nyúlványa idegrostok - pályák) környéki (perifériás) idegrendszer - 12 pár (jobb-bal) agyideg: I-XII pár (jobb-bal) gerincvelői ideg - dúcok (ganglionok) több száz/ezer idegsejt nyúlványa (axon) + kötőszövet + asszociált erek főleg idegsejtek sejttestje; idegekhez kapcsolódnak - bélidegrendszer (autonóm idegrendszer; plexus) emésztőrendszert behálózó fonatos ideghálózat - érző receptorok

9 Központi idegrendszeri irányok, metszési síkok

10 Az idegrendszer szerveződése agy Központi idegrendszer gerincvelő Perifériás idegrendszer érző neuronok (bemeneti sejtek) mozgató neuronok (kimeneti sejtek) receptorok szomatikus rendszer autonóm rendszer külső és belső ingerek vázizmok szimpatikus rendszer paraszimpatikus rendszer simaizmok, szívizom, mirigyek

11 agykéreg Az agy általános felépítése, pályák agykéreg kisagy előagy nagyagy törzsdúcok limbikus területek (amigdala, hippocampus stb.) talamusz hipotalamusz híd nyúltvelő köztiagy tobozmirigy középagy köztiagy agytörzs talamusz talamusz érző kisagyi hipotalamusz nucleus caudatus colliculusok magvak kisagyi hipofízis nucleus dentatus magvak agykéreg (nagyagy) érző agyideg mag dorzális gerinvelői szürkeállomány globus pallidus nucleus putamen vörös fekete mag mag hídi magvak gerinvelői motoros szürkeállomány agyideg mag

12 Az emberi agy különböző nézetekben

13 Az emberi agy elhelyezkedése, agyhártyák

14 A központi idegrendszer védőrétegei: agyhártyák csontos koponya / gerinc + agyburkok szubdurális tér szubarachnoideális tér - dura mater (külső): kemény agyhártya - arachnoidea (középső): pókhálóhártya - pia mater (belső): érhordó agyhártya fejbőr agyfolyadék (likvor) koponyacsont vénás sinus arachnoidea fehérállomány szürkeállomány gv-i idegek arachnoid villus szubarachnoideális tér fehérállomány szürkeállomány dura mater pia mater szubdurális tér epidurális felszín szubarachnoideális tér

15 Az agy folyadékterei 1) intracelluláris tér (ideg- és gliasejtek) 2) vérplazma (erek) 3) szövetközti tér (intersticiális tér v. folyadék, ICF) 4) cerebrospinális folyadék (CSF vagy likvor) vér-agy gát: vérplazma intersticiális tér között - kapilláris endotélsejtek szorosan zártak ( nincs paracelluláris anyagmozgás), speciális transzport (endocitózis receptorokon keresztül és transzporterek) - asztoglia sejtek talpacskáikkal szorosan körbeveszik a kapillárisokat - cirkumventrikuláris szervek: kivételek, nincs vér-agy gát - ICF: endotélsejtek szekréciós terméke vér-likvor gát: vérplazma CSF tér között - ablakos kapilláris endotélsejtek, szorosan zárt ependima sejtek: choroid plexus (érfonat) kapilláris ependima sejtek (szoros kapcsolatok) CSF agykamra

16 Az agy folyadékterei a likvor (cerebrospinális folyadék, CSF) agykamrák, szubarachnoidális tér kitöltése nagyagy oldalsó agykamrák (1-2.) 3. agykamra kisagy gerincvelő 4. agykamra híd nyúltvelő központi csatorna ~150 ml; 550 ml/nap termelődés ~70% choroid plexus ependima sejtekből, ~30% ICF-ből származik fizikai védelem, anyagtranszport

17 A cerebrospinális folyadék (CSF) keringése arachnoid villus szubarachnoideális tér agykamrák choroid plexus termelődés (főleg) az agykamrák choroid plexusaiban visszaszívódás agyi vénás szinuszokból (arachnoid villus) a hidrosztatikai nyomáskülönbség alapján (likvor: nagyobb hidrosztatikai nyomás; vénás vér: nagyobb kolloid ozmotikus nyomás) Monro-Kellie elv: a központi idegrendszer zárt dobozban van, az agy és a gerincvelő térfogata nem változhat. A vér és a likvor térfogata tehát csak egymás rovására változhat felszívódás és termelődés nincs egyensúlyban: vízfejűség (hidrokefália) vénás sinus gerincvelő szubarachnoideális tér központi csatorna dura mater arachnoidea pia mater CSF vénás vér

18 Az agykamrák helyzete 1. oldalkamra 2. oldalkamra 3. agykamra 4. agykamra oldalnézeti kontraszt kép oldalnázeti öntvény hátulnézeti kép oldalnézeti kép felülnézeti kép kamra térfogat csökkenés: térfoglaló folyamat (pl. agyi tumor) kamra térfogat növekedés: agyszöveti elhalást, zsugorodást jelez

19 A cirkumventrikuláris szervek 1) az agykamrafalban található sajátos felépítésű területek 2) nincs vér-agy gát a területükön 3) anyagcsere, étvágy, a folyadék-só háztartás, keringés szabályozásában, a láz és az immunválaszok létrejöttében szerepelnek Fő funkció: neuroszekréció: eminentia mediana: releasing és inhibiting faktorok az adenohipofízisnek neurohipofízis: oxitocin, vazopresszin (ADH) tobozmirigy: melatonin kemorecepció: keringésre és az anyagcserére ható hormonok (pl. angiotenzin II, kolecisztokinin, ghrelin, leptin) szintjét érzékelik hányási reflex elindítása (area postrema)

20 Az emberi központi idegrendszer felépítése nagyagy kisagy gerincvelő

21 Az emberi agy struktúrái frontális lebeny fali lebeny nyakszirti lebeny BAL FÉLTEKE halánték lebeny thalamusz hypothalamusz szaglógumó corpus callosum tobozmirigy középagy CGL thalamusz látóideg híd hypofízis nyúltvelő hypofízis középagy híd nyúltvelő gerincvelő kisagy

22 A gerincvelő felépítése a gerincvelő keresztmetszeti szövettani képe belül szürkeállomány (sejtek) kívül fehérállomány (axonok alkotta fel- és leszálló pályák) gerincvelői idegek kilépése összesen 31 gerincvelői szelvény, mindhez külön páros ideg tartozik oldalsó szarv: vegetatív motoneuronok

23 Rexed-laminák szerkezete A gerincvelő szerveződése Leszálló mozgatópályák Felszálló érzőpályák 1. piramidális pályák 3. hátsó oszlopi lemniscális rendszer a - oldalsó a fasciculus gracilis (hátsó végtagokból és törzsből) b elülső b fasciculus cuneatus (karokból) 2. extrapiramidális pályák 4. spinocerebelláris köteg a rubrospinális pálya a - hátsó köteg b retikulospinális pálya b elülső köteg c vestibulospinális pálya 5. anterolateralis rendszer d olivospinális pálya a oldalsó spinotalamikus köteg b - elülső spinotalamikus köteg hátulsó köteg: érzőpályák fel 6. spino-oliváris köteg oldalsó köteg: mozgatópályák le elülső köteg: mozgatópályák le, egy érzőpálya fel

24 specifikus érzőpályák gerincvelő hátsó köteg lemniscus medialis pálya Testérzékelés nem-specifikus aktiváló rendszerek spino-reticulo-talamikus pálya pl. fájdalom ébresztő hatása elsődleges érzőkéreg (S1) másodlagos érzőkéreg (S2) VPL periakveduktális szürkeállomány nucl. gracilis nucl. cuneatus lemniscus medialis átkereszteződés Burdach (cuneatus) köteg (felső törzsből) cervikális szint Goll (gracilis) köteg (alsó törzsből) torakális szint lemniscus pálya hídi formatio reticularis nyúltvelői formatio reticularis spinotalamikus pálya középső komisszura lumboszakrális szint

25 A leszálló, mozgató pályák Piramispálya (tractus corticiospinalis) akaratlagos mozgások kivitelezése agykéreg középagy híd nyúltvelő nyúltvelői piramis köteg gerincvelő oldalsó oszlop mellső szarv

26 Leszálló pályák Gerincvelői pályák szerveződése Felszálló pályák Interszegmentális pályák pl. fasciculus proprius néhány gerincvelői szelvényt hidalnak át több szelvényt magában foglaló gerincvelői reflexekben vesznek részt

27 Az agytörzsi régió

28 Agyidegek A szagló- és a látóideg nem perifériás idegek, hanem az agyhoz tartozó struktúrák, de hagyományokhoz híven ezeket is az agyidegekhez soroljuk

29 A nyúltvelő szerveződése felső nyúltvelői szakasz középső nyúltvelői szakasz középső nyúltvelői szakasz középső nyúltvelői szakasz hatodik gerincvelői szegmens

30 A nyúltvelő átmetszeti képe Formatio reticularis - agytörzsi hálózatos állomány tractus reticulospinalis: izomtónus és kapcsolódó reflexek irányítása légzési és keringési központok a területén találhatóak 3 oszlopra/magcsoportra osztható: 1) raphe magvak: szerotonin (5-HT) termelés 2) középső magcsoport: motoros koordináció 3) oldalsó magcsoport: kilégzés irányítása

31 Agytörzsi régió, középagy (mesencephalon) Tectum (tető) colliculus superior (felső ikertest) látás colliculus inferior (alsó ikertest) - hallás ventralis tegmentalis area Tegmentum (sisak) vörös mag (nucleus ruber) izomtónus szabályozása substantia nigra dopaminerg idegsejtek (mozgásszabályozás) ventralis tegmentalis area dopaminerg idegsejtek (jutalmazás, motiváció)

32 Az agytörzsi régió felsőbb kapcsolatai

33 Agytörzsi felszálló pályák emberben - talamuszra vetülnek

34 Agytörzsi dopaminerg pályák emberben 1) nigrostriatalis pálya: a subtantia nigrából a dorsalis striatumba (szaggatott nyilak) mozgásszabályozás 2) mezolimbikus pálya: a ventralis tegmentalis área-ból a nucleus accumbensbe - jutalmazás 3) mezokortikális pálya: a ventralis tegmentalis área-ból a prefrontális kéregbe figyelem, memória, problémamegoldás

35 A kisagy szerkezete nyakszirti (occipitalis) lebeny alatt helyezkedik el erősen barázdált felszín két félteke, közte a vermis nevű rész kívül szürkeállomány kisagykéreg kisagyi mély magvak (4 pár) fehérállomány arbor vitae (az élet fája) kisagykarok: pályakötegek, amelyekkel az agytörzshöz csatlakozik funkció: motoros koordináció kivitelezett mozgásokat összehasonlítja a tervezettekkel ( komparátor )

36 A köztiagy elhelyezkedése (előagyi régió) mikroszkópos metszet (talamikus magok)

37 A köztiagyi terület a talamusz : a tudat kapuja, nélkülözhetetlen az érzékeléshez hallópálya átkapcsolóállomás: corpus geniculatum mediale (CGM) látópálya átkapcsolóállomása: corpus geniculatum laterale (CGL) szomatoszenzoros információfeldolgozás: az ebben szereplő magokat a lamina medullaris három fő magcsoportra osztja: elülső, medialis és lateralis a szomatoszenzoros pályák a ventralis posterior (VP) csoportot érik el testből jövő felszálló érzőrostok a nucleus ventralis posterolateralis (VPL)-t érik el fej területéről származó érzőrostok a nucleus ventralis posteromedialis (VPM)-t érik el nucleus reticularis: nem vetül az agykéregre gátló idegsejtjei más talamikus magok működését szabályozzák pulvinar irtásakor ellenoldali (kontralaterális) neglect szindróma (az adott oldali eseményeket illetve testrészeket az alany nem veszi figyelembe, mintha nem is lennének) vizuális figyelem limbikus talamusz: i. anterior magok ii. középvonali magok iii. mediodorzális mag

38 A köztiagyi terület a hipotalamusz : a homoesztázis biztosítása az autonóm idegrendszeren és az endokrin rendszeren keresztül : alapvető szerepet játszik az érzelmi (emocionális) magatartásban Hormontermelés: releasing faktorok és a release-inhibiting faktorok (kissejtes neuronok) nucleus supraopticus és nucleus paraventricularis: oxitocin, CRF, vazopresszin (ADH) nucleus suprachiamaticus: fő biológiai óra laterális hipotalamusz: táplálékfelvétel szabályozása, éhségközpont preoptikus magok (terület): hőszabályozás alvásközpont (?) szülői (anyai) viselkedés GnRH termelés szexuális funkciók szabályozása nucleus arcuatus: neuropeptidek termelése (rengeteg féle) o GnRH: szexuális funkciók szabályozása o neuropeptid Y - NPY, agouti-related protein AgRP: táplálékfelvétel szabályozása

39 Az emberi agy középső felszíni képe corpus callosum - kérgestest szeptum fornix talamusz tobozmirigy tektum átmeneti régió híd látóideg kereszteződés mamilláris test nyúltvelő

40 Az emberi agykéreg lebenyei minden lebeny arról a csontról kapta a nevét, amely alatt fekszik az emberi agykéreg barázdált, a barázdák (sulcus) nagyobb részeket határolnak el, a tekervények (gyrus) kisebb területeket a lebenyek határait különböző barázdák jelentik (pl. sulcus centralis a frontális és a parietális lebenyek között)

41 Az emberi nagyagy képletei frontális lebeny talamusz hippokampusz amigdala hipotalamusz szaglógumó

42 A limbikus rendszer belső szerkezeti kép koronális metszeti kép a színjelölés a két ábrán azonos Limbikus rendszer ez az érzelmi agy, érzelmi és motivációs folyamatok központja öröm, fájdalom, féllelem, düh, szorongás stb. szaglásban és a memóriában is fontos amigdala eltávolítása állatban: nem fél és nem is agresszív amigdala sérülése emberben: nem ismeri fel a veszélyes helyzeteket, másokon nem ismeri fel a félelmet (Urbach-Wiethe betegség)

43 A limbikus rendszer A Papez-kör Papez-kör: hippocampus fornix corpora mamillaria tractus mamillothalamicus thalamus elülső magcsoportja gyrus cinguli enthorinális kéreg a hippocampusban ered és zárul

44 A limbikus rendszer Yakovlev-(Livingston)-Nauta kör (basolaterális limbikus kör) amygdala hypothalamus, amygdala dorzomediális (DM) talamikus mag orbito-frontális agykéreg (a fasciculus uncinatuson át )

45 A limbikus rendszer Klüver Bucy szindróma Klüver és Bucy (1939), rhesusmajmok temporalis lebeny mediobasalis részének eltávolítása állatban: orális tendenciák, hiperszexualitás és fokozott étvágy, a fajra jellemző félelmi magatartás és a menekülési reakciók megszűntek emberben: hiperszexualitás, a környezet állandó vizsgálgatása, legtöbbször kézzel oralis tendenciák (ehetetlen anyagok szájba vétele), hiperfágiás vagy bulimiás (farkasétvágy), emiatt elhízás epilepszia miatt végzett kétoldali temporalis lobectomia után, herpes simplex encephalitist és agysérülést követően, gyakran Pick-atrophiában

46 Az emberi agy keresztmetszeti képe elülső régió agykéreg kérgi fehérállomány kérgestest oldalkamra eleje kaudátusz mag 3. agykamra putáman mag globus pallidus talamusz oldalkamra hátsó szarva lencseformájú mag hátsó régió

47 Az emberi agy keresztmetszeti képe

48 Emlős agykéreg szerkezete patkány agykéreg emberi agykéreg

49 oldalnézeti felszín Brodmann-féle mezők középvonali nézet az agykéreg különböző areái (mezői) funkcionálisan specializáltak Brodmann az agykérget 50 db külön területre osztotta fel az egyes területek eltérő sejtösszetétele, sejtsűrűsége, sejtmérete és funkciója alapján

50 Az agy belső pályáinak rostozata white matter gray matter internal capsule cerebellum midbrain pons middle cerebellar peduncle medulla oblongata fehérállomány szürkeállomány belső tok kisagy középagy híd kisagynyél nyúltvelő

51 Az agy fehérállománya - projektív rostok Az emberi agykéreg rostrendszere Projektív rostok a capsula internán és a corona radiatán keresztül kötik össze a gerincvelőt, az agykéreg alatti szürkeállományt (pl. a törzsdúcokat) és az agytörzset a kérgi centrumokkal projektív efferens pályák: corticospinalis corticobulbaris corticopontin corticostriatalis corticothalamicus

52 Az agy fehérállománya - commissuralis rostok a két félteke szimmetrikus szerkezetei között létesítenek kapcsolatot jobb félteke bal félteke kérgestest (corpus callosum) kérgestest (corpus callosum) két agyféltekét összekötő eresztéki (commissuralis) rostokból: ezek az agykéreg bizonyos helyéről kiindulva, a túloldali agykéreg ugyanazon pontján végződnek (analóg helyek közt létesítenek kapcsolatot) commissura posterior a pupillareflex kialakításában szereplő idegrostok benne futnak

53 Az agy fehérállománya asszociációs rostok 8. fasciculus uncinatus a frontalis lebenyt kapcsolja össze a temporalis lebeny csúcsával a féltekék azonos oldali lebenyeit és gyrusait kötik össze egymással 1-2. fibrae arcuatae longi et breves a nucleus gracilist és a nucleus cunearust felépítő másodrendű érzőneuronok rostjai 4-5. fasciculus longitudinalis superior et inferior a) superior: mind a négy lebeny összakapcsolása b) inferior: temporalis és occipitalis lebeny összekapcsolása 6-7. fasciculus occipitofrontalis superor et inferior frontális és occipitalis lebeny összekapcsolása 9. fasciculus ocipitalis verticalis az occipitalis lebeny ventralis részét (amely a vizuális inger kategóriáit érzékeli, pl. szavak, arcok, testek stb.) és dorsalis részét (szemmozgások irányítása, figyelem, mozgó objektum érzékelése) kapcsolja össze 10. fasciculus orbitofrontalis lásd a következő előadáson ( komisszurális pályák)

54 Agykérgi pályák